Дизајн на екструдерски завртки: типови, геометрија и перформанси

Што е екструдерска завртка и што треба да постигне неговиот дизајн?

Екструдерска завртка е ротирачка компонента за обработка во внатрешноста на бурето. Во термопластичното истиснување, тој пренесува суровина, поддржува топење и мешање и го испорачува материјалот кон низводното алатирање. Аекструдер за заврткие машината;истиснување на заврткатае процесот. Купувањето на компонентата за завртка не го заменува погонот, греењето, ладењето или контролите на машината.

Започнете со дефинирање на посакуваното топење и производ, наместо изолиран излезен број. Корисна цел ја одредува прифатливата униформност на материјалот, квалитетот на производот, опсегот на пропусната моќ и оперативните граници. Исто така, треба да наведе дали работата е топење на претходно соединети пелети, вклучување состојки, преработка на повторно мелење или отстранување на испарливи материи.

Одделете го новиот дизајн од постоечката промена на машината

Новата машина нуди поголема слобода за координирање на завртката, цевката, погонот и системот за напојување. Замената мора да работи во инсталираниот плик. Запишете ја моменталната состојба на завртката и цевката пред да одлучите дали е потребен различен профил: замена на истрошен дел и редизајнирање на несоодветен дел се различни инженерски задачи.

Залихи на EJSзавртки за истиснувањеза апликации со еден и два завртка. Почетниот бриф треба да идентификува која архитектура и процесорска должност мора да служи компонентата.

Видови на завртки за истиснување: Класифицирајте ја архитектурата и функцијата одделно

„Единствена завртка“, „завртка за бариера“ и „завртка за мешање“ опишуваат различни аспекти на дизајнот. Тие не се три меѓусебно исклучувачки избори. Една завртка за истиснување може да содржи и дел за топење на бариерата и миксер низводно.

Еден и близнак го опишуваат бројот на завртки

За двојните завртки, воспоставете ко-ротација или контра-ротација, преплетување или непреплетување и паралелна или конусна геометрија. „Паралелно“ само по себе не значи ко-ротирање. EJS листибуриња со една заврткаипаралелни буриња со двојни заврткиодделно; категоријата на производот е почеток на спецификација, а не целосна спецификација.

Бројот на летови и модуларната конструкција имаат потреба од свои описи

Завртката со еден лет има еден спирален почеток; тоа не е едноставно друго име за екструдер со една завртка. Исто така, двојните завртки не се сите модуларни. Во модуларен дизајн, елементите за пренос и мешање се собираат на компатибилни вратила. Во едноделен дизајн, работниот профил се произведува во телото на завртката.

Геометрија на завртки на екструдер: димензии, летови и карактеристики на дизајнот

Цртежот на завртката треба да дефинира каде се применува секоја димензија. Целокупната должина, работната должина и должината во внатрешноста на бурето може да се однесуваат на различни граници. Истата грижа е потребна за номиналниот дијаметар, локалниот дијаметар на летот и дијаметарот на коренот.

НаПрирачник Dynisco Extrusion Processors, Дел 4ги илустрира димензиите на завртките и конвенционалната геометрија со една завртка. Подлабоките канали обезбедуваат повеќе геометриски волумен, но употребливиот излез зависи и од полнењето, топењето и повратниот проток под притисок. Поплитките канали го менуваат однесувањето на смолкнувањето и пумпањето додека го намалуваат волуменот на каналот. Разгледајте ги овие ефекти заедно кога ја менувате длабочината на каналот.

Односот на длабочина е корисен само со неговите претпоставки

За едноставна конвенционална завртка со споредлива висина и ширина на каналот, длабочината на доводот поделена со длабочината на мерење е вообичаена приближна вредност за геометрискиот однос на компресија. Како илустративна пресметка на цртежот, D = 60 mm со дијаметар на коренот од 48 mm и 56 mm дава длабочини од 6 mm и 2 mm, соодветно: сооднос на длабочина од 3:1.

Таа пресметка не предвидува пораст на притисокот од 3:1, не докажува целосно топење или не дефинира компресија на бариера или профил со променлив чекор. Прашајте која геометриска дефиниција ја користел добавувачот. Видете деталноВодич за односот на компресија на завртката за истиснувањеза разлика помеѓу удобен сооднос на длабочина и целосна споредба на канал-волумен.

Како напојувањето, топењето и мерењето функционираат заедно

Познатиот модел со три зони опишува конвенционален пластифициран единечен шраф. Тоа е корисно објаснување за функциите на процесот, но не е услов секој шраф за истиснување да има три фиксни делови со еднаква должина.

Хранењето започнува со всушност доставениот материјал

Пелетите, прав, снегулки и неправилно мелење не ги претставуваат истите услови за хранење. Масовната густина, конзистентноста на честичките, премостувањето и доводното грло заслужуваат внимание. Промената на профилот низводно не може со сигурност да компензира за неконтролирано снабдување со материјал нагоре.

Температурата на бурето не е мерење на температурата на топење

Преносот на топлина на бурето и механичката работа влијаат на топлинската историја на материјалот. Нивните придонеси се менуваат со условите за работа. Користете соодветно мерење на температурата на топење и неговата локација кога ги споредувате дизајните; совпаѓањето на поставените точки на грејачот само по себе не покажува соодветни услови на топење.

Притисокот и излезот припаѓаат на целосната патека на проток

Завртката работи против отпорот на екрани, адаптери, матрици и друга опрема низводно. Снимајте го инсталираниот распоред кога дијагностицирате низок излез. Резултатот добиен со чист екран и отворен алат не треба да се прикажува како очекувана стапка на производство во однос на порестриктивната линија.

Секциите за бариера, мешање и вентилација решаваат различни задачи

На функционален дел му треба наведена работа и начин да се провери дали таа работа е завршена. „Подобро мешање“ е нецелосно освен ако брифот не идентификува што мора да се дистрибуира или дисперзира, и кое мерење на производот ќе покаже подобрување.

Уредите за мешање можат да вршат и дистрибутивна и дисперзивна работа; рамнотежата зависи од нивната геометрија и условите за работа. Самото име на дизајнот е недоволно за рангирање на перформансите. Дополнителните ограничувања, исто така, може да ја променат температурата на топењето, побарувачката за притисок и однесувањето на чистењето.

Проветрувањето бара компатибилно буре и опрема за поддршка. Профилот на завртката не може да создаде отвор за проветрување низ непренесен барел, а проветрувањето не го отстранува автоматски условот за сушење на смолата. Проверете ги упатствата за обработка на добавувачот на материјали.

За поблиски споредби, користете ги EJS водичите забариера наспроти конвенционалните заврткииМиксери за завртки Maddock, ананас и Saxton.

Дизајн на профил со две завртки: елементи, низа и мешање

За модуларен систем со две завртки, конфигурацијата значи избор на компатибилни елементи и нивно поставување во намерна секвенца. Тоа значи и проверка како таа низа е поврзана со позициите на хранење, додавање течност, вентилација и празнење.

Упатство за функционалност на завртката на NC State Extensionопишува пренесување, месење, обратно и други елементи, заедно со нивните ефекти врз мешањето и протокот. Неговата дискусија вклучува преработка на храна и добиточна храна и шифри за елементи специфични за опремата. Тие принципи помагаат да се објасни конфигурацијата; неговите примери на кодови не се универзален стандард за завртки за пластика.

Прочитајте блок за месење како дел од низа

Ширината на дискот, аголот на тетерање, насоката на пренесување и должината на блокот треба да се прегледаат заедно со брзината, пропусната моќ, локалното полнење и соседните елементи. Избегнувајте универзални правила како „поширок диск секогаш дава подобра дисперзија“. Корисното прашање е каква материјална состојба и однесување на проток мора да произведе оваа конкретна низа.

Обратно или рестриктивните елементи може да го зголемат интензитетот на полнење и обработка нагоре, но тие исто така влијаат на притисокот и ја поттикнуваат побарувачката. Додавањето повеќе ограничувања не е бесплатен пат до посилно мешање.

Потврдете ја компатибилноста пред да копирате профил

Два елементи со ист номинален надворешен дијаметар може да имаат различни интерфејси на вратилото, барања за централно растојание, профили или аксијални димензии. Наведете ја OEM или конвенцијата за цртање за секој код. EJS'sстраница на производот на елементот за заврткаги наведува компонентите за пренесување, мешање и месење; наводич за елемент со двојна заврткаги опфаќа нивните проверки за замена подетално.

Усогласете го дизајнот со полимер, форма на храна и работа за обработка

„ПЕ завртката“ или „завртката за рециклирање“ е премногу широка за конечна одлука за дизајн. Идентификувајте ја оценката, информациите за вискозноста, пакувањето на адитивот, формата и состојбата на добиточната храна. Наведете дали полнилата или влакната пристигнуваат во претходно соединетите пелети или мора да се вградат за време на истиснување; тоа се различни задачи за обработка.

Прочитајте ја објавената геометрија во рамките на нејзиниот материјален опсег

Корисен пример еВодич за обработка на ултрамидна екструзија на BASF, страница 7. За обработката на ултрамидниот филм што се дискутира таму, опишува завртки со бариера или три пресеци со должина од 24 до 32 D, константен чекор од 1 D и сооднос на компресија од 3:1 до 3,5:1. Исто така, ја прави длабочината на летот зависна од дијаметарот и вискозноста на топењето.

Инженерската лекција е односот помеѓу геометријата и материјалните услови. Тие бројки не се ограничувања за прифаќање за секое одделение на полиамид, секоја термопластика или секоја постоечка машина. Добијте го упатството за обработка за вистинската оценка и разрешете го секое несовпаѓање со инсталираната опрема пред да изберете димензии.

Дизајн во рамките на границите на барел, погон и низводно

Замената на завртката има два теста што треба да помине: мора да одговара и мора успешно да се обработи. Усогласувањето со номиналниот дијаметар се однесува само на мал дел од првиот тест.

• Буре и интерфејси:потврдете го профилот и состојбата на отворот, ефективната должина, поврзувањето на погонот, геометријата на крајот, отворот на доводот и локациите на пристаништето.
• Механички плик:Добијте ги дозволените ограничувања за брзина, вртежен момент, потисок и притисок од применливите информации за машината. Не заклучувајте ги од дијаметарот на завртката.
• Термичка и низводно обвивка:прегледајте ја способноста за ладење, мерење на температурата, менување на екранот, пумпи за топење и алатки. Идентификувајте која компонента ја ограничува предложената работна точка.

Како би пристапил кон барањето за промена на завртката

Овој пристап го задржува редизајнот фокусиран. Ако дефект на системот за довод ја објаснува загубата во производството, поправете ја таа грешка пред да го третирате новиот профил на завртката како лек.

Како материјалите и абењето на завртките на екструдерот влијаат на перформансите на дизајнот

Геометријата и изборот на работната површина треба да се разгледаат заедно. Основниот материјал ја обезбедува структурната основа на завртката; површината или конструкцијата отпорна на абење мора да одговара на нејзиниот контакт со полимерот, адитивите и бурето за парење.

На страницата со завртки за довод на EJS се наведени опциите со нитрид, биметалличен, стврднат и хромиран. Тоа е низа достапни конструкции, а не доказ дека секоја опција одговара на секоја должност. Дефинирајте ја ознаката на материјалот, локацијата на третманот, конечните димензии и договорените барања за инспекција за вистинската компонента. НаВодич за материјали за завртки и буриња EJSги објаснува прашањата за избор.

Разликувајте ги механизмите на абење од симптомите

Абразивните состојки, корозивните услови и несаканиот контакт со метал бараат различни испитувања. Поцврстиот материјал не ја коригира неусогласеноста или неправилната работна празнина. Усогласувањето на завртката и барелот е исто така покорисно од независното избирање на секоја работна површина.

Проблемите со абењето на завртките на екструдерот може да се појават заедно со опаѓање на излезот, промена на оптоварувањето или нестабилна испорака на топење, но ниту еден од тие симптоми не докажува трошење сам по себе. Споредете ја измерената состојба на завртката/барелот со цртежот и контролираната основна линија на производство. Наводич за мерење и замена на абењего опфаќа процесот на инспекција.

Не копирајте го измерениот надворешен дијаметар на истрошените завртки како нова номинална димензија. Одделете ги намерите на оригиналниот дизајн, сегашното носење и секој предложен редизајн во спецификацијата.

Оценете ги перформансите на завртките со споредливи податоци за производство

За правична споредба потребен е дефиниран прозорец за материјали и производство, заеднички барања за квалитет и јасна граница за мерење. Одржувајте основна линија на споредливи услови, а потоа тестирајте го предложениот дизајн низ предвидениот работен опсег. Снимете ги сите променети поставки за да може секој дизајн да работи успешно.

Измерете го прифатливото производство на производот одделно од бруто пропусната моќ. Вклучете ја вистинската температура на топењето, притисокот и варијациите, оптоварувањето на погонот, отфрлањата и проверките на производот што ја мотивираа промената. Снимајте ги локациите на сензорите, правилото за стабилизација, интервалот на земање примероци и времетраењето на пробното тестирање за да може друг инженер да ги толкува резултатите.

Работен пример: повеќе производство не е автоматски помала специфична енергија

Ако водам евалуација на редизајн на завртките, би се согласил за материјалот, барањата за квалитет, прозорецот за снимање и електричното мерење на границата пред судењето. Во спротивно, две атрактивни збирки на податоци може да опишат различни работни места.

Размислете за илустративна споредба која трае постојано. Дизајнот А во просек изнесува 80 kW електричен влез и 200 kg/h прифатлив производ. Дизајнот B во просек изнесува 96 kW и 240 kg/h на иста мерна граница и барања за квалитет. Ова се претпоставени вредности за пресметката.

И двата дизајни трошат 0,40 kWh по килограм прифатлив производ во таа граница. Резултатот би го опишал како зголемено производство, а не како заштеда на енергија од 20%. За прозорец за снимање измерен во часови, еквивалентната пресметка е вкупната електрична енергија во kWh поделена со прифатливата маса во kg.

Потоа би ја проверил вистинската температура на топењето, варијацијата на притисокот, оптоварувањето на погонот и отпадот. Повисоката излезна точка што ја надминува договорената термичка или механичка граница не поминува само затоа што стапката на маса е поголема. Ако мерачот на енергија вклучува грејачи на буре, ладење или помошни уреди, идентификувајте ги тие оптоварувања; немојте повторно да го означувате резултатот како механичка енергија на вратилото на завртката.

Што може да утврди објавеното тестирање

Кели, Браун и Коутс проучувале три геометрии со еден шраф за обработка на комерцијален LDPE со различни брзини воЕфектот на геометријата на завртките врз температурниот профил на топење при истиснување со еден завртка. Апстрактот известува дека геометријата имала поголемо влијание на полињата со температура на топење при поголема пропусност, и дека бариерната завртка со мешалка Maddock постигнала подобро топење од завртките со еден лет под условите на студијата.

Тоа поддржува проценка на геометријата заедно со работната точка. Не воспоставува универзален процент на подобрување или не го докажува истиот исход за друг полимер или машина. Симулацијата и објавените студии помагаат да се формира предлог за дизајн; договорениот производствен тест одредува дали испорачаниот дизајн одговара на конкретната работа.

Претворете ја дизајнерската намера во кратка содржина што може да ја користи производителот

Корисното истражување му дозволува на производителот да ја објасни предложената промена и како таа ќе биде проверена. Испратете пакет што ги поврзува материјалот, машината, геометријата и критериумите за прифаќање.

1. Материјал и добиточна храна:одделение, формулација, форма на добиточна храна, соодветна подготовка и дозволена варијабилност.
2. Цел на обработка:прифатлив опсег на излез, барања за производи, забележани дефекти и тековни оперативни записи.
3. Машина и инсталирани делови:архитектура, OEM/модел, достапни цртежи, мерења на отвори, интерфејси, порти и проверени оперативни граници.
4. Предлог профил:граници на работната должина, димензионирани функционални делови, локални длабочини, геометрија на летот и секоја конвенција за клиренс.
5. Материјали и производство:договорена ознака за челик, конструкција на работната површина, локации за третман, димензии на конечната состојба и план за инспекција.
6. Верификација:ревизија на цртежот, евиденција за инспекција на компоненти и план за производство-проба со мерења и критериуми за полагање/неуспех.

Одделете го прифаќањето на компонентите од валидацијата на производството

Сертификатот за материјалот и димензионалниот извештај одговараат дали компонентата ги исполнува неговите наведени барања за материјал и цртеж. Тие сами по себе не ја докажуваат стапката на производство, употребата на енергија или квалитетот на производот. Спротивно на тоа, еден успешен производствен циклус не ги заменува договорените инспекции на компонентите.

Информациите за производот на EJS наведуваат дека испорачаните буриња за завртки вклучуваат извештај од инспекција и сертификат за материјал. Согласете се за соодветната ревизија на цртежот и содржината на извештајот за нарачаните делови. Секое дополнително земање мостри, лабораториско тестирање или прифаќање на процесот припаѓа во писмениот опсег.

Најчесто поставувани прашања